DE2003076B2

DE2003076B2 - Metallumschlossenes schaltfeld fuer hohe spannung

Info

Publication number: DE2003076B2
Application number: DE19702003076
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: NV COQ, Utrecht (Niederlande)
Priority date: 1969-11-05
Filing date: 1970-01-23
Publication date: 1972-06-08
Also published as: DE2003076C3; DE2003076A1; US3665257A; JPS523467B1; AT289239B; NL140670B; FR2069021A5; NL6916682A; GB1270897A; SE371549B

Description

Die Erfindung betrifft ein metallumschlossenes Schaltfeld für hohe Spannung mit rohrförmiger phasenweiser Kapselung, in der alle elektrisch leitenden Teile für die Stromführung und Stromverteilung des Schaltfeldes, wie Schalter und Verbindungsleiter, isoliert angeordnet sind, mit einem metallumschlossenen Kabelendverschluß, dessen Kasten an dieser Kapselung befestigt ist und isoliert darin angeordnete Klemmorgane für die Verbindung des Endes eines in diesem Kasten isoliert eingeführten Kabels enthält, welche Klemmorgane mit einem sich durch einen Durchführungsisolator hindurch erstreckenden, in eine gesonderte Kammer der Kapselung des Schaltfeldes hineinragenden Verbindungsleiter dauernd elektrisch leitend verbunden sind, und mit einem in dieser Kammer angeordneten, zwischen dem Kabel und den anderen Teilen der Schaltvorrichtung geschalteten Kabeltrennschalter, dessen Längsachse zu derjenigen des Verbindungsleiters etwa im rechten Winkel steht und dessen bewegbarer Kontakt in einen ortsfesten Gegenkontakt einschlägt, der an einem mit dem Verbindungsleiter zum Kabel in leitender Verbindung stehenden Verbindungselement dauernd elektrisch leitend befestigt ist.

Ein solches Schaltfeld ist in dem Gebrauchsmuster 1 975 778 beschrieben worden. Dort fehlt aber die erfindungsgemäß von Hand lösbare Verbindung zwischen dem Kabel und dem Kabeltrennschalter, so daß bei der Gleichspannungsmessung und -prüfung des Kabels vom anderen Kabelende her ein Teil der Schaltvorrichtung (der feste Kabeltrennschalterkontakt und seine Isolation) mitgemessen und mitgeprüft

wird und zur Wechselspannungsmessung und -prüfung der Schaltvorrichtung ohne Kt bei ein Lösen des Kabels von der Schaltvorrichtung notwendig ist, was einen großen Aufwand erfordert. Dasselbe gilt für die SF₀-Schaltanlage gemäß Druckschrift »Vollgekapsehe, SFg-isolierte Hochspannungsschaltanlagen, Reihe Π0Ν 5GVA«, von 1969, S. 20, der Firma BBC, Auch bei dieser Anlage ist das Kabelende mit dem einen festen Kontakt des doppelt ausgeführten Kabeltrennschalters dauernd verbunden. Dieselbe Dauerverbindung zwischen dem Kabelende und dem Kabeltrennschalter findet man in der »Revue Gonerale de l'Electricito» vom April 1966, S. 493 bis 497.

Auch bei dem Schalter gemäß der deutschen Auslegeschrift 1 281 523 ist — wenn er als Kabeltrennschalter eingesetzt wird — das Kabel mittels eines Durchführungsisolators unmittelbar und dauernd entweder mit dem einen oder dem anderen festen Trennschalterkontakt verbunden. Eine von Hand bedien- ao bare zusätzliche Trennmöglichkeit zwischen dem Kabelende und dem Kabeltrennschalter ist dabei nicht vorgesehen.

Bei dem Schalter gemäß der britischen Patentschrift 624 820 kann von Hand ein Meß-, Erdungs- as oder Prüfstab in den hohlen Teil des Schaltstiftes eines Trennschalters eingeführt werden. Dabei bleibt während der Messung, Erdung oder Prüfung immer der größte Teil des Trennschalters, d. h. der Schaltstift und der dauernd damit verbundene feste Kontakt, mit im Prüfstromkreis geschaltet. Zwischen dem Kabelende und einem der festen Kontakte dieses Trennschalters fehlt die leicht lösbare Verbindung gemäß der Erfindung.

Aus der USA.-Patentschrift 1 903 956 geht lediglieh eine handbetätigte Isolierstange hervor, die ebenfalls durch eine öffnung der Kapselung nach Entfernen eines Deckels einführbar ist und an ihrem einführbaren Ende ein mechanisches Kupplungsteil aufweist.

In der USA.-Patentschrift 2 084 893 ist schließlich eine Schaltvorrichtung beschrieben, bei der das Kabel dauernd mit dem festen Kontakt (Drehpunkt) eines zwischen dem Kabel und einem Leistungsschalter befindlichen Hebeltrennschalters verbunden ist. Obwohl es möglich ist, ein Prüfgerät ir das Kabel in das Trennschaltergehäuse einzuführen, bleiben immer der bewegbare Teil des Trennschalters und dessen einer fester Kontakt und ihre Isolatoren im Prüfstromkreis. Auch hier fehlt eine leicht lösbare Verbindung zwischen dem Kabel und der Schaltan-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Schaltfeld der eingangs genannten Art eine einfach zu bedienende, wenig aufwendige Trennmöglichkeit zwischen dem Kabel und den übrigen Teilen des Schaltfeldes zu schaffen, die es gestattet, einerseits nur das Kabel für Meß- und Prüfzwecke an hohe Gleichspannung zu legen und andererseits nur die für normale Schaltzwecke in dem Schaltfeld vorgesehenen Teile der Schaltvorrichtung des Schaltfeldes mit Hilfe einer hohen Wechselspannung zu prüfen, ohne daß man hierfür den Kabeltrennschalter zu verwenden braucht bzw. einen zweiten derartigen Trennschalter benötigt. Im allgemeinen ist es nämlich schädlich für die Isolierung, Teile der Schaltvorrichtung, zu der auch der Kabeltrennschalter gehört, unter hohe Gleichspannung zu bringen, da die Verteilung des elektrischen Feldes bei Gleichspannung anders als diejenige bei Wechselspannung ist. Im letzteren Falle ist die Feldverteilung und daher die örtliche Belastung der Isolierung auch durch Kapazitäten und örtliche dielektrische Konstanten bestimmt. Umgekehrt würde die Prüfung einer Schaltvorrichtung zusammen mit den daran angeschlossenen Kabeln durch eine hohe Wechselspannung eine große Leistung erfordern, weil die Kabel eine große Kapazität besitzen. In beiden Fällen ist es daher zweckmäßig, die Schaltvorrichtung und die Kabel zu trennen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die leitende Verbindung zwischen dem ortsfesten Gegenkontakt des Kabeltrennschalters und dem Verbindungsleiter als eine trennbare Stift- und Buchsenverbindung ausgebildet ist, deren einer fester Kontakt am in die Kammer ragenden Ende dieses Verbindungsleiters sitzt und deren bewegbarer Kontakt in einer durchgehenden Bohrung des Verbindungselementes und eines darin angeordneten zweiten festen Kontaktes axial verschiebbar angeordnet ist, und daß die Wand der Kammer gegenüber dem Verbindungsleiter und dem festen Kontakt eine von außen her zugängliche, durch einen entfernbaren Deckel abgeschlossene öffnung aufweist, durch die hindurch bei entferntem Deckel ein Betätigungsstab aus Isoliermaterial von Hand einführbar ist, der an seinem einführbaren Ende ein mechanisches Kupplungsteil aufweist und mit Hilfe dieses Kupplungsteiles mit einem weiteren, am vom festen Kontakt des Verbindungsleiters abgekehrten Ende des bewegbaren Kontaktes angebrachten Kupplungsteil derart kuppelbar ist, daß dieser bewegbare Kontakt zum Unterbrechen bzw. 2:um Schließen der Stift- und Buchsenverbindung für Meß- und Prüfschaltungen von außen her von Hand verstellbar ist. Eine solche Anordnung erfordert fast keinen zusätzlichen Platz, weil der Antriebsmechanismus nicht in der Schaltvorrichtung untergebracht zu werden braucht.

Die mechanische Kupplungsvorrichtung kann gemäß einer besonders einfachen Ausgestaltung der Erfindung als Schraubkupplung ausgeführt werden. Um den bewegbaren Kontakt in seinen Endstellungen verriegeln zu können und an einer Drehung um seine Achse zu hindern, wenn der Betätigungsstab aus Isoliermaterial damit gekuppelt, z. B. daran festgeschraubt oder entkuppelt wird, ^;st es vorteilhaft, daß in der Wand der Bohrung des Verbindungselementes eine Nut vorhanden ist, die aus einem axialen Teil und an jedem Ende desselben aus einem daran angeschlossenen Bogenteil einer Umfangsnut besteht, wobei der bewegbare Kontaktstift einen in diese Nuten einführbaren Querstift aufweist.

Ist das Schaltfeld mit einem Kondensator für Meß- und Schutzzwecke versehen, so ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung eine Anordnung zu empfehlen, bei der die das Verbindungselement enthaltende Kammer an ihrer vom Verbindungsleiter mit dem festen Kontakt abgekehrten Seite einen mit dem Verbindungselement mittels seiner Innenelektrode verbundenen Zylinderkondensator für Meß- und Schutzzwecke enthält, dessen Längsachse sich in der Verlängerung der Längsachse des bewegbaren Kontaktstiftes erstreckt und dessen Innenelektrode ein durch einen koaxialen, hohlen Stützisolator getragenes offenes Rohr ist, der an der die öffnung aufweisenden, dem Verbindungsleiter und dem festen Kontakt eeeenüberlieeenden Wand

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der Kammer befestigt und mit seinem Hohlraum an durch einen zweiten, ringförmigen festen Kontakt 23

diese öffnung angeschlossen ist. Der Betätigungsstab mit diesem Element dauernd elektrisch leitend ver-

zum Verstellen des bewegbaren Kontaktes kann dann bunden.Der Kontaktstift 21 weist einen Querstift 24

einfach durch den Zylinderkondensator hindurchge- auf, der in eine Nut der Wand der Bohrung 22 des

führt werden, so.daß der Kondensator nicht entfernt .,5 Verbindungselementes 8 eingreift. Diese Nut besteht

zu werden braucht, wenn das Kabel oder die Schalt- aus einem Axialteil 25 und aus Bogenteilen 25 a, 25 b

vorrichtung unter Prüfspannung versetzt werden von Umfangsnuten,· die je an ein Ende des Axialteiles

muß. 25 angeschlossen sind. Wird der Kontaktstift 21 mit

Die Prüfung der Schaltvorrichtung einschließlich seinem Querstift 24 in eine Umfangsnut 25 a, 25 b ge-

des Kabeltrennschalters erfolgt zweckmäßig in der io dreht, so wird er im Einschaltzustand (Fig. 2) bzw.

Weise, daß im spannungsfreien Zustand des Schalt- im ausgeschalteten Zustand (F i g. 3) gegen axiale Be-

feldes und in der Unterbrechungslage befindlichem wegung verriegelt.

bewegbaren Kontakt der Stift- und Buchsenverbin- Die Innenelektrode 9 des Zylinderkondensators

dung sowie eingeschaltetem Kabeltrennschalter der hängt an einem hohlen Stützisolator 26, der an dem

bewegbare Kontakt durch die öffnung der Kammer 15 Teil der Umhüllung 1 befestigt ist, welcher die obere

und die Innenelektrode des Zylinderkondensators Wand der Kammer 14 bildet. Diese obere Wand

hindurch mit einem Wechselspannungsprüfgerät ver- weist eine durch einen entfembaren Deckel 27 abgc

bindbar ist. schlossene öffnung 28 auf. Das Verbindungsele-

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der ment 8 wird von einem Stützisolator 29 getragen, der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher 20 an einem entfembaren Deckel 30 befestigt ist, der

beschrieben. eine öffnung 31 der Umhüllung 1 abschließt. Ferner

F i g. 1 zeigt teilweise im Axialschnitt, teilweise in ist das Verbindungselement 8 gegenüber dem Kabel-Ansicht ein einphasiges Schaltfeld der Schaltvorrich- trennschalter 7 mit einem der ortsfesten Gegenkontung mit einem Kabelendverschluß, und takte 32 dieses Trennschalters versehen, von dem der

F i g. 2 und 3 zeigen in größerem Maßstab Axial- 25 eine der axial bewegbaren Schaltstifte 33 in F i g. 2

schnitte einer Einzelheit der Schaltvorrichtung nach punktiert dargestellt worden ist.

Fig. 1 in zwei verschiedenen Schaltzuständen. Muß für Meß- und Prüfzwecke das Kabel 13, 19

In der Zeichnung ist mit 1 die rohrförmige, metal- unter hohe Gleichspannung oder die Schaltvorrichlene, phasenweise Umhüllung einer Schaltvorrichtung tung unter hohe Wechselspannung gesetzt werden, so für hohe Spannung. In dieser Umhüllung sind zwei 30 wird zunächst der Kabeltrennschalter 7 in den geöff-Sammelschienen 2,3 zweier verschiedener Sammel- neten Zustand gebracht. Danach wird der Deckel 27 Schienensysteme, zwei Sammelschienentrennschal- entfernt, und ein Betätigungsstab 34 aus Isoliermateter 4, 5, ein Leistungsschalter 6, ein Kabeltrennschal- ria! wird sodann durch die öffnung 28 und die Innenter 7, ein elektrisch leitendes Verbindungselement 8 elektrode 9 des Kondensators hindurch in die Kam- und ein Zylinderkondensator 9, 10 a, 10 b für Meß- 35 mer 14 eingeführt und mittels eines an seinem unte- und Schutzzwecke, dessen Innenzylinder ein offenes ren Ende angeordneten, ein Gewinde aufweisenden Rohr und mit dem Verbindungselement 8 elektrisch Kupplungsteiles 34 α in einen mit passendem Geleitend verbunden ist, isoliert angeordnet. Femer sind winde versehenen Kupplungsteil 35 des oberen Endes Erdungsschalter 11 vorgesehen. Die genannten Teile des Kontaktstiftes 21 geschraubt. Darauf wird der der Schaltvorrichtung werden nicht näher beschrie- 40 Kontakstift 21 mit Hilfe des Betätigungsstabes 34 ben, da ihre Bauart und Funktion für die Erfindung mit seinem Querstift 24 vor den axialen Nutenteil 25 nicht wesentlich sind. Die Umhüllung 1 wird unmit- gedreht und nach oben gezogen, so daß die Verbintelbar oder über eine Schutzvorrichtung (nicht ge- dung zwischen dem Kabel 13, 19 und dem Verbinzeichnet) mit Erde verbunden. Mit 12 ist der metal- dungselement 8 unterbrochen wird (F i g. 3). Ist dies lene Kasten des Kabelendverschlusses für die Verbin- 45 geschehen, so wird der Kontaktstift 21 mit seinem dung des Kabels 13 mit der Schaltvorrichtung ange- Querstift 24 in die Umfangsnut 25 b gedreht, so daß deutet. der Kontaktstift 21 im ausgeschalteten Zustand ver-

Aus Fig. 2 und 3 geht hervor, daß der Kabelan- siegelt wird. Danach wird der Betätigungsstab 34 wieschlußkasten 12, der an der unteren Seite des die der losgeschraubt und aus der Schaltvorrichtung entKammer 14 mit dem Verbindungselement 8 und dem 50 fernt Darauf kann das Kabel z. B. von seinem von Zylinderkondensator 9,10 a, 10 b umgebenden Teiles der Schaltvorrichtung abgekehrten Ende ab unter der Umhüllung 1 an der Umhüllung befestigt ist, am hohe Gleichspannung gebracht werden. Ist die oberen Ende durch einen Durchführungsisolator 15 Schaltvorrichtung ganz frei von Spannung gemacht, -abgeschlossen ist, in dem sich ein hohler Verbin- so kann der Trennschalter 7 wieder eingeschaltet dungsleiter 16 erstreckt, der durch eine Querwand 17 55 werden, und man kann dann den Wechselspannungsgeschlossen ist Im unteren Teil des Verbindungslei- anschluß zum Prüfen der Schaltvorrichtung durch die ters 16 befinden sich die Klemmorgane 18 für die Be- öffnung 28 und den Zylinderkondensator 9, 10 a, festigung des Endes der Ader 19 des Kabels 13. Im 10 b hindurch mit dem Kontaktstift 21 und dem Veroberen Teil des Verbindungsleiters 16 befindet sich bindungselement 8 verbinden,
ein fester Kontakt 20 einer trennbaren Stift- und 60 Patentschutz wird hinsichtlich der An-Buchsenverbindung, deren Stift als axial bewegbarer Sprüche 1 bis 3 und 5 nur begehrt jeweils Kontaktstift 21 ausgeführt ist Der Kontaktstift 21 ist für die Gesamtheit der Merkmale eines axial verschiebbar in einer durchgehenden Bohrung jeden dieser Ansprüche, also cinschließ-22 des Verbindungselementes 8 angeordnet und lieh seiner Rückbeziehung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Metall umschlossenes Schaltfeld für hohe Spannung mit rohrförmiger phasenweiser Kapselung, in der alle elektrisch leitenden Teile für die Stromführung und Stromverteilung des Schaltfeldes, wie Schalter und Verbindungsleiter, isoliert angeordnet sind, mit einem metallumschlossenen Kabelendverschluß, dessen Kasten an dieser Kapseiung befestigt ist und isoliert darin angeordnete Klemmorgane für die Verbindung des Endes eines in diesem Kasten isoliert eingeführten Kabels enthält, welche Klemmorgane mit einem sich durch einen Durchführungsisolator hindurch erstreckenden, in eine gesonderte Kammer der Kapselung des Schaltfeldes hineinragenden Verbindungsleiter dauernd elektrisch leitend verbunden sind, und mit einem in dieser Kammer angeordneten, zwischen dem Kabel und den anderen Teilen ao der Schaltvorrichtung geschalteten Kabeltrennschalter, dessen Längsachse zu derjenigen des Verbindungsleiters etwa im rechten Winkel steht und dessen bewegbarer Kontakt in einen ortsfesten Gegenkontakt einschlägt, der an einem mit dem Verbindungsleiter zum Kabel in leitender Verbindung stehenden Verbindungselement dauernd elektrisch leitend befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Verbindung zwischen dem ortsfesten Gegenkontakt (32) des Kabeltrennschalters (7) und dem Verbindungsleiter (16) als eine trennbare Stift- und Buchsenverbindung (21, 20) ausgebildet ist, deren einer fester Kontakt (20) am in die Kammer (14) ragenden Ende dieses Verbindungsleiters (16) sitzt und deren bewegbarer Kontakt (21) in einer durchgehenden Bohrung (22) des Verbindungselementes (8) und eines darin angeordneten zweiten festen Kontaktes (23) axial verschiebbar angeordnet ist, und daß die Wand der Kammer (14) gegenüber dem Verbindungsleiter (16) und dem festen Kontakt (20) eine von außen her zugängliche, durch einen entfernbaren Deckel (27) abgeschlossene öffnung (28) aufweist, durch die hindurch bei entferntem Deckel (27) ein Betätigungsstab (34) aus Isoliermaterial von Hand einführbar ist, der an seinem einführbaren Ende ein mechanisches Kupplungsteil (34 a) aufweist und mit Hilfe dieses Kupplungsteiles mit einem weiteren, am vom festen Kontakt (20) des Verbindungsleiters (16) abgekehrten Ende des bewegbaren Kontaktes (21) angebrachten Kupplungsteil (35) derart kuppelbar ist, daß dieser bewegbare Kontakt (21) zum Unterbrechen bzw. zum Schließen der Stift- und Buchsenverbindung (21,20) für Meß- und Prüfschaltungen von außen her von Hand verstellbar ist.

2. Metallumschlossenes Schaltfeld nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kupplungsvorrichtung (34 a, 35) als Schraubkupplung ausgeführt ist.

3. Metallumschlossenes Schaltfeld nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand der Bohrung (22) des Verbindungselementes (8) eine Nut vorhanden ist, die aus einem axialen Teil (25) und an jedem Ende desselben aus einem daran angeschlossenen Bogenteil einer Umfangsnut (25 a, 25 b) besteht, und daß der bewegbare Kontaktstift (21) einen in diese Nuten (25, 25 a, 256) einführbaren Querstift (24) aufweist.

4. Metallumschlossenes Schaltfeld nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die das Verbindungselement (8) enthaltende Kammer (14) an ihrer vom Verbindungsleiter (16) mit dem festen Kontakt (20) abgekehrten Seite einen mit dem Verbindungselement (8) mittels semer Innenelektrode (9) verbundenen Zylinderkondensator (9, 10 a, 10 ö) für Meß- und Schutzzwecke enthält, dessen Längsachse sich in der Verlängerung der Längsachse des bewegbaren Kontaktstiftes (21) erstreckt und dessen Innenelektrode (9) ein durch einen koaxialen, hohlen Stützisolator (26) getragenes offenes Rohr ist, der an der die öffnung (28) aufweisenden, dem Verbindungsleiter (16) und dem festen Kontakt (20) gegenüberliegenden Wand der Kammer (14) befestigt und mit seinem Hohlraum an diese öffnung angeschlossen ist.

5. Metallumschlossenes Schaltfeld nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im spannungsfreien Zustand des Schaltfeldes und in der Unterbrechungslage befindlichem bewegbarem Kontakt (21) der Stift- und Buchsenverbindung (21, 20) sowie eingeschaltetem Kabeltrennschalter (7) der bewegbare Kontakt (21) durch die öffnung (28) der Kammer (14) und die Innenelektrode (9) des Zylinderkondensators (9,10 a, IO b) hindurch mit einem Wechselspannungsprüfgerät verbindbar ist.